Programowanie bez użycia komputera

Transkrypt

1 Programowanie bez użycia komputera Tomasz Karoń Częstochowa, 09 maja 2018 r. Obraz:

2 Podstawowe kierunki realizacji polityki oświatowej państwa w roku szkolnym 2017/ Wdrażanie nowej podstawy programowej kształcenia ogólnego. 2. Podniesienie jakości edukacji matematycznej, przyrodniczej i informatycznej. 3. Bezpieczeństwo w Internecie. Odpowiedzialne korzystanie z mediów społecznych. 4. Wprowadzanie doradztwa zawodowego do szkół i placówek. 5. Wzmacnianie wychowawczej roli szkoły. 6. Podnoszenie jakości edukacji włączającej w szkołach i placówkach systemu oświaty.

3 Myślenie komputacyjne Terminem myślenie komputacyjne (ang. computational thinking) określa się procesy myślowe towarzyszące formułowaniu problemów i ich rozwiązań w postaci umożliwiającej ich efektywną realizację z wykorzystaniem komputera. Obejmuje szeroki zakres intelektualnych metod i narzędzi, przydatnych przy rozwiązywaniu problemów z różnych dziedzin z wykorzystaniem przy tym komputera i metod mających swoje źródło w informatyce, wywodzących się z komputerowego przetwarzania informacji i rozwiązywania problemów z pomocą komputerów w różnych dziedzinach. Integruje ludzkie myślenie z możliwościami komputerów. Źródło: str. 2, przypis Obraz:

4 Edukacja informatyczna w nowej VII. Edukacja informatyczna, str. 44 podstawie programowej 1. Osiągnięcia w zakresie rozumienia, analizowania i rozwiązywania problemów. Uczeń: 1) układa w logicznym porządku: obrazki, teksty, polecenia (instrukcje) składające się m.in. na codzienne czynności; 2) tworzy polecenie lub sekwencje poleceń dla określonego planu działania prowadzące do osiągnięcia celu; 3) rozwiązuje zadania, zagadki i łamigłówki prowadzące do odkrywania algorytmów. 2. Osiągnięcia w zakresie programowania i rozwiązywania problemów z wykorzystaniem komputera i innych urządzeń cyfrowych. Uczeń: 1) programuje wizualnie: proste sytuacje lub historyjki według pomysłów własnych i pomysłów opracowanych wspólnie z innymi uczniami, pojedyncze polecenia, a także ich sekwencje sterujące obiektem na ekranie komputera bądź innego urządzenia cyfrowego;

5 Informatyka w nowej podstawie programowej (1) Informatyka, klasy IV - VI, str I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów. Uczeń: 1) tworzy i porządkuje w postaci sekwencji (liniowo) lub drzewa (nieliniowo) informacje, takie jak: a) obrazki i teksty ilustrujące wybrane sytuacje, b) obiekty z uwzględnieniem ich cech charakterystycznych; 2) formułuje i zapisuje w postaci algorytmów polecenia składające się na: a) rozwiązanie problemów z życia codziennego i z różnych przedmiotów, np. liczenie średniej, pisemne wykonanie działań arytmetycznych, takich jak dodawanie i odejmowanie, b) osiągnięcie postawionego celu, w tym znalezienie elementu w zbiorze nieuporządkowanym lub uporządkowanym, znalezienie elementu najmniejszego i największego, c) sterowanie robotem lub obiektem na ekranie;

6 Informatyka w nowej podstawie programowej (2) Informatyka, klasy IV - VI, str ) w algorytmicznym rozwiązywaniu problemu wyróżnia podstawowe kroki: określenie problemu i celu do osiągniecia, analiza sytuacji problemowej, opracowanie rozwiązania, sprawdzenie rozwiązania problemu dla przykładowych danych, zapisanie rozwiązania w postaci schematu lub programu. II. Programowanie i rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem komputera i innych urządzeń cyfrowych. Uczeń: 1) projektuje, tworzy i zapisuje w wizualnym języku programowania: a) pomysły historyjek i rozwiązania problemów, w tym proste algorytmy z wykorzystaniem poleceń sekwencyjnych, warunkowych i iteracyjnych oraz b) zdarzeń, prosty program sterujący robotem lub innym obiektem na ekranie komputera; 2) testuje na komputerze swoje programy pod względem zgodności z przyjętymi założeniami i ewentualnie je poprawia, objaśnia przebieg działania programów; 3) przygotowuje i prezentuje rozwiązania problemów, posługując się podstawowymi

7 Informatyka w nowej podstawie programowej (3) Informatyka, klasy VII - VIII, str I. Rozumienie, analizowanie i rozwiązywanie problemów. Uczeń: 1) formułuje problem w postaci specyfikacji (czyli opisuje dane i wyniki) i wyróżnia kroki w algorytmicznym rozwiązywaniu problemów. Stosuje różne sposoby przedstawiania algorytmów, w tym w języku naturalnym, w postaci schematów blokowych, listy kroków; 2) stosuje przy rozwiązywaniu problemów podstawowe algorytmy: a) na liczbach naturalnych: bada podzielność liczb, wyodrębnia cyfry danej liczby, przedstawia działanie algorytmu Euklidesa w obu wersjach iteracyjnych (z odejmowaniem i z resztą z dzielenia), b) wyszukiwania i porządkowania: wyszukuje element w zbiorze uporządkowanym i nieuporządkowanym oraz porządkuje elementy w zbiorze metodą przez proste wybieranie i zliczanie; 3) przedstawia sposoby reprezentowania w komputerze wartości logicznych, liczb naturalnych (system binarny), znaków (kody ASCII) i tekstów;

8 Jak tego uczyć? Proponuje się model nauczania wywodzący się z konstruktywizmu. Propozycja bazuje na następujących cechach konstruktywizmu: wiedza dziecka powstaje w wyniku jego aktywnego działania, jest konstruowana w jego umyśle; zdobywanie wiedzy to proces, który odbywa się w interakcji ze środowiskiem edukacyjnym. Źródło: Podejście konstruktywistyczne do matematycznej edukacji wczesnoszkolnej, Zbigniew Semadeni, ORE 2016, dostępne w Internecie: Obraz:

9 Ogólna metoda postępowania (1) Formułujemy jakieś konkretne zagadnienie, mające sens dla dzieci i rozwiązujemy je stosując rozumowanie odpowiadające temu kontekstowi, tak aby rozwiązanie było zgodne z życiowym doświadczeniem uczniów. W kolejnych analogicznych zadaniach należy stopniowo zmniejszać zależność rozwiązania zadania od kontekstu. Obraz: / Źródło: Podejście konstruktywistyczne do matematycznej edukacji wczesnoszkolnej, Zbigniew Semadeni, ORE 2016, dostępne w Internecie: 046B4F-11

10 Ogólna metoda postępowania (2) Po zdobyciu przez dzieci dostatecznie wielu doświadczeń powinno się przechodzić do bardziej abstrakcyjnych wersji tego samego zadania. Faza powtarzania zadań jest bardzo ważna gdyż, dostarcza uczniowi satysfakcji płynącej z nowo nabytych umiejętności. Sprzyja to utrzymaniu zainteresowania nauczanym zagadnieniem. Po fazie samodzielnych czynności uczniów, powinna się pojawić ocena tego co było robione dokonana przez uczniów. Nauczyciel powinien pytać co zostało zauważone, czego się nauczono. Warto także krótko podsumować doświadczenia. Obraz: / Źródło: Podejście konstruktywistyczne do matematycznej edukacji wczesnoszkolnej, Zbigniew Semadeni, ORE 2016, dostępne w Internecie: 046B4F-11

11 Uwagi dotyczące realizacji zajęć Krytyka metod konstruktywistycznych w edukacji wskazuje na zagubienie celu nauczania jakim jest przekazanie wiedzy. Należy więc wcześniej ustalić ogólne cele realizowanych ćwiczeń i tak kierować przebiegiem zajęć aby je osiągnąć. Metodom konstruktywistycznym zarzuca się także często osiąganie tkz. fałszywego konsensusu. Stąd też należy zwracać uwagę nie tylko na poprawność rozwiązania zdania ale także i na rozumowanie, które do tego rozwiązania przywiodło. Obraz: Źródło: Konstruktywizm w e-edukacji oraz jego krytyka, Piotr Bołtuć, dostępne w Internecie:

12 Zabawa ciepło - zimno Celem zabawy jest zorganizowanie sytuacji dydaktycznej dla uczniów, podczas której będą oni mieli okazję docenić wartość precyzji poleceń. Zdjęcie:

13 Mata edukacyjna

14 Gry i zabawy z matą edukacyjną Układanie historyjek celem zabawy jest zaprezentowanie uczniom, drugiej ważnej strony poleceń ich interpretacji oraz powiązań, które się tworzą w trakcie realizacji sekwencji czynności. Ważne jest aby zabawy odbywały się na co najmniej dwu matach (im więcej tym lepiej) tak aby można było zaobserwować wielość możliwych rozwiązań. Polecenia wydawane w trakcie czytania historyjek powinny być precyzyjne choć w części powinny się odnosić do już ułożonych elementów (względność). Doświadczenia wyniesione z tych zabaw uczniowie będą mogli wykorzystać w trakcie pisania programów. Pozwolą one na przewidywanie możliwych utrudnień w tworzeniu kodu programu w zależności od przyjętych założeń. Dadzą także możliwość zaznajomienia się z trudnościami związanymi z pozyskiwaniem wymagań.

15 Rytmiczne wykonywanie sekwencji poleceń Zabawy wykorzystujące różnego rodzaju wierszyki lub znane piosenki umożliwiające zsynchronizowane wykonywanie zbioru poleceń. Celem zabaw jest zaprezentowanie uczniom zalet i ograniczeń takiego sposobu wykonywania pracy. Doświadczenia wyniesione z tych zabaw uczniowie będą mogli wykorzystać w trakcie przygotowywania programów animacji przedstawiających historyjki.

16 Zabawy polegające na chodzeniu po linie lub w labiryncie Zabawy wykorzystują rozłożoną na ziemi linkę lub ułożony z klocków labirynt. Uczniowie chodzą po linie lub w labiryncie kierowani przez innych uczniów Celem zabawy jest uświadomienie uczniom trudności związanych z tworzeniem programu sterującego robotem mającym poruszać wedle zaplanowanej trasy Doświadczenia wyniesione z tych zabaw uczniowie wykorzystają w trakcie zabaw z robotami

17 Zabawy w kodowanie - dekodowanie W trakcie zabaw można wykorzystać kartkę w kratkę opisaną układem współrzędnych. Kratki mogą być kolorowane przez uczniów według przygotowanego kodu, Uczniowie mogą sami tworzyć kody. Istnieje możliwość optymalizacji zapisu kodu (kompresja danych) Celem zabaw jest uświadomienie uczniom sposobu przechowywania danych przez komputer np. obrazów. Po odpowiedniej modyfikacji można również zaprezentować sposób przechowywania tekstu w komputerze. Doświadczenia z zabaw będą przydatne w trakcie opanowywania przez uczniów sposobów reprezentowania liczb naturalnych (system binarny), kodu ASCII (klasa VII i VIII)

18 Zabawy w sortowanie W trakcie zabawy uczniowie z użyciem wagi szalkowej sortują obiekty o różnej wadze. Sortowanie można również wykonywać korzystając z różnic we wzroście uczniów. Celem zabawy jest odkrywanie przez uczniów różnych sposobów realizacji operacji sortowania Doświadczenia z zabawy uczniowie wykorzystają w trakcie tworzenia programów poszukujących minimum lub maksimum zbioru a później porządkowania zbioru (klasy IV VI i VII-VIII)

19 Tworzenie prostych programów Uczniowie mogą bawić się w robota układającego różne układy z papierowych lub plastikowych kubków. Celem ćwiczenia jest zapisanie przez uczniów prostego programu sterującego ramieniem robota z wykorzystaniem dostępnej puli poleceń. Doświadczenia wyniesione z tej zabawy mogą być bezpośrednio wykorzystywane w dalszej nauce programowania.

20 Zaproszenie Gry i zabawy w nauce programowania od najmłodszych lat r. godz. 15:30 17:45 sala SERDECZNIE ZAPRASZAM Obraz:

21 Obraz: Dziękuję za uwagę Tomasz Karoń Tel wew. 227